12-2 植物和动物细胞工程
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植物细胞工程与动物细胞工程的相同点
一、理论基础
植物细胞工程和动物细胞工程的理论基础是相同的,都基于细胞生物学、分子生物学和遗传学的基本原理。
两者都是通过研究和操作细胞,实现细胞的繁殖、诱导分化以及新功能的赋予。
二、细胞培养
两者都涉及到细胞培养技术,即通过人工方法为细胞提供适宜的生长条件,使其在体外环境中存活和增殖。
植物细胞和动物细胞在培养过程中的营养需求、环境控制以及生长特性的差异是两者技术的不同点。
三、基因工程技术
植物细胞工程和动物细胞工程都广泛使用了基因工程技术。
通过基因导入、基因编辑等技术,可以实现细胞的遗传改良和新性状的创造。
虽然两者在基因操作的具体方法上有所不同,但基本原理和技术手段是相似的。
四、生长因子和激素
在植物细胞工程和动物细胞工程中,生长因子和激素都起到了关键的作用。
它们可以调控细胞的生长、分化以及代谢过程。
尽管植物和动物细胞对生长因子和激素的需求有所不同,但总体来说,两者的作用机制是相似的。
五、相同的工具酶
在两种工程中,许多工具酶如限制性内切核酸酶、DNA连接酶、聚合酶等都有广泛的应用。
这些酶在基因操作、DNA重组等方面起到了关键的作用。
尽管某些酶在植物和动物细胞中的活性可能会有所不同,但它们的基本功能是相似的。
高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案植物细胞工程和动物细胞工程默写1、细胞工程是在或的操作2、细胞工程按操作对象分为和3、植物细胞工程通常采用的技术手段是:和4、植物组织培养的理论基础是:5、理论上每一个活细胞都应该具有。
因为6、受精卵的全能性最高,受精卵生殖细胞体细胞7、为什么体内细胞没有表现出全能性,而是分化成为不同的组织、器官?8、植物组织培养的外界条件:,内在原理是:9、植物组织培养的过程:经过形成经由过程形成,最后移栽发育成。
10、是指已分化细胞经诱导,失去其特有的结构和功能而变为未分化细胞的过程。
11、是指由外植体长出来高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。
12、植物体细胞杂交的意义(优势):。
13、去除细胞壁的常用方法:(纤维素酶、果胶酶等)14、人工诱导原生质体融合方法:物理法:等;化学法:15、融合完成的标志是:16、植物体细胞杂交过程包括:和。
17、植物体细胞杂交的原理是:和18、人工种子的特点是:19、作物脱毒(1)材料:(2)脱毒苗:20、单倍体育种:(1)方法:(2)优点:;21、动物细胞工程常用的技术手段:(基础)、、、22、动物细胞培养的原理是:。
23、用处理,一段时间后获得单个细胞。
24、细胞贴壁:25、细胞的接触抑制:26、原代培养:,培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。
将原代细胞从培养瓶中取出,用处理后配制成,分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养,称为27、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为28、细胞株:原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞,大部分细胞衰老死亡,少数细胞存活到40~50代,这种传代细胞为细胞株。
细胞系:细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态,只有部分细胞由于遗传物质的改变,使其在培养条件下可以无限制传代,这种传代细胞为细胞系。
细胞株和细胞系的区别:细胞系的遗传物质改变,具有癌细胞的特点,失去接触抑制,容易传代培养。
2024年高考生物复习重点、难点、热点专项解析—细胞工程与基因工程高考感知课标要求——明考向近年考情——知规律12.1植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术12.2动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术12.3对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体12.4基因工程是一种重组DNA技术12.5蛋白质工程是基因工程的延伸12.6转基因产品的安全性引发社会的广泛关注12.7举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题12.8世界范围内应全面禁止生物武器2023·湖南基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用2023·湖北DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定2023·广东DNA的粗提取及鉴定的方法2023·新课标DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建2023·北京动物细胞融合与单克隆抗体的制备2023·山东植物细胞工程的实际应用2023·广东植物体细胞杂交技术2023·广东动物的体外受精、胚胎的体外培养、胚胎移植技术2023·浙江动物的体外受精、胚胎的体外培养2023·浙江生物技术的安全性和伦理问题综合2023·海南将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定、基因工程的应用2023·山东PCR扩增的原理与过程、DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建2023·湖北动物细胞融合与单克隆抗体的制备2023·浙江动物细胞融合与单克隆抗体的制备、动物体细胞核移植技术和克隆动物2023·全国遗传信息的翻译、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定命题趋势1.细胞工程,胚胎工程的命题多以选择题呈现,基因工程的命题多以简答题呈现,属于年年必考的题目。
2.试题情境以下列几种居多:(1)以单克隆抗体为情境考查细胞工程。
考点二植物细胞工程和动物细胞工程1.植物组织培育的过程——原理:植物细胞的全能性(1)植物组织培育中添加蔗糖的目的是供应养分和调整渗透压。
(2)脱分化阶段不须要光,再分化阶段须要光。
(3)生长素与细胞分裂素的比值高时,促进根的分化、抑制芽的形成;比值低时,促进芽的分化、抑制根的形成。
(4)体内细胞未表现全能性的缘由:基因的表达具有选择性。
2.植物体细胞杂交技术——原理:植物细胞的全能性、细胞膜的流淌性3.针对二类目标(试管苗、细胞产物)的培育流程4.动物细胞培育(以贴壁细胞为例)——原理:细胞增殖(1)动物细胞培育过程①动物细胞培育中两次运用胰蛋白酶的作用不同:第一次:处理剪碎的组织,使其分散成单个细胞;其次次:使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。
②保障无菌、无毒的措施:对培育液和培育用具进行灭菌处理及在无菌条件下进行操作,定期更换培育液。
③区分原代培育和传代培育的关键是是否分瓶培育。
(2)干细胞5.单克隆抗体的制备——原理:细胞膜的流淌性、细胞的增殖(1)3种细胞特点不同:①B淋巴细胞:能分泌抗体,不能大量增殖。
②骨髓瘤细胞:能大量增殖,不能分泌抗体。
③杂交瘤细胞:既能分泌抗体,又能大量增殖。
(2)2次筛选目的不同:①第1次:获得杂交瘤细胞。
②第2次:获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。
6.动物体细胞核移植技术——原理:动物细胞核的全能性(1)核移植获得的克隆动物与供应细胞核的亲本性状可能不同的三个缘由:①克隆动物遗传物质来自两个亲本。
②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。
③外界环境可能引起不行遗传的变异。
(2)克隆动物的产生是无性繁殖,而试管动物则是在体外受精形成受精卵,由受精卵发育成的个体,因此属于有性繁殖。
1.(2017·海南,31)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培育技术繁殖该植物。
回答下列问题:(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在肯定条件下进行组织培育,均能获得试管苗,其原理是_________________________________________________________________。
动植物细胞工程知识点总结W高中生物选修三专题2 细胞工程知识点总结(一)植物细胞工程1.理论基础(原理):细胞全能性全能性表达的难易程度:受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞2.植物组织培养技术(1)过程:离体的植物器官、组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→植物体(2)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
(3)地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
3.植物体细胞杂交技术(1)过程:(2)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。
化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
(二)动物细胞工程1. 动物细胞培养(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
(3)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。
细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
(4)动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。
通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。
此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。
通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④气体环境:95%空气+5%CO2。
O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
复习动物植物细胞工程一. 教学内容:复习细胞工程二. 学习内容:本周复习细胞工程,掌握动物细胞工程、植物细胞工程的操作过程。
植物组织培养是植物细胞工程的基础,植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。
掌握动物细胞培养,单克隆抗体的制备,知道动物细胞在培养过程中的基本操作及其特点,单克隆抗体的概念,以及利用杂交瘤细胞制备单克隆抗体的基本原理。
三. 学习重点:1. 植物细胞工程的主要技术——植物组织培养、植物体细胞杂交2. 动物细胞培养与植物细胞培养的比较3. 单克隆抗体制备及其原理和应用四. 学习难点:1. 细胞全能性在细胞培养中的表现2. 细胞杂交的原理3. 动物细胞培养与单克隆抗体五. 学习过程:(一)细胞工程:(二)植物细胞工程1. 细胞全能性概念:生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能原因:每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因外延:每一个活细胞都因该具有全能性受精卵的全能性最高生殖细胞分化程度很高,但仍然具有全能性——孤雌生殖体细胞的全能性比生殖细胞的全能性低的多生物体内细胞并没有表现出全能性,而是表现出基因的选择性表达表现:孤雌生殖:有一个卵细胞分化形成各种类型细胞,如:雄蜂、雄蚁离体组织:外界条件(营养、激素、其他条件)适宜形成小植株,表现出全能性2. 植物组织培养(2)过程:脱分化:高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程 再分化:愈伤组织继续培养,重新分化成根或芽等器官的过程愈伤组织:排列疏松、无规则,高度液泡化的无定型状态的薄壁细胞 激素使用:① 能强烈刺激愈伤组织的形成(细胞分裂素、生长素共同使用) ② 影响再分化过程中根和芽的发生细胞分裂素、生长素浓度比⎩⎨⎧低:有利于根的发生高:有利于芽的发生应用:<1> 快速繁殖、培育无病毒植株<2> 细胞培养生产药物、食品添加剂、香料、色素、杀虫剂(发酵罐中诱导分离的愈伤组织)<3> 人工种子:胚状体 + 人工种皮 <4> 转基因植物的培育 3. 3. 植物体细胞杂交 概念:(1)来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞(植物细胞融合) (2)把杂种细胞培育成植株 (植物组织培养) 过程:4.(三)动物细胞工程:A. 动物细胞培养1. 培养基:状态液体培养液动物细胞生活的液体环境成分葡萄糖满足能量需求、作为细胞碳源氨基酸合成蛋白质无机盐重要的细胞组成物质维生素、动物血清等生长调节作用条件恒温动物细胞生长温度无菌条件防止微生物污染2. 2.过程:幼龄动物组织→剪碎组织→胰蛋白酶处理→细胞培养(培养瓶)3. 概念:原代培养:将动物组织用胰蛋白酶处理成单个细胞,配制成一定浓度的悬浮液,放入培养瓶中在培养箱中培养的过程传代培养:培养瓶中的细胞越来越多,用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离下来,配制成悬浮液,分瓶培养的过程细胞株:原代培养细胞传至10代左右就不容易传下去,细胞生长停滞,大部分细胞衰老死亡,少数细胞能存活传到40~50代,这部分细胞称为细胞株细胞系:细胞株传到50左右不能再继续传代,部分细胞遗传物质改变,具有癌变细胞的特点,可以在培养条件下无限制的传代下去,这部分细胞称为细胞系4. 生长特点:(1)贴壁生长:培养瓶中的悬浮液细胞,紧贴培养瓶内壁才能生长(2)接触抑制:当培养瓶中内壁生长细胞彼此紧密接触时,细胞不再分裂5. 应用:(1)生产有重要价值的蛋白质产品分泌性的蛋白质产品(2)培养皮肤细胞用于移植形成组织(3)检测有毒物质致癌致畸引起染色体数目和结构改变(4)理论研究培养正常或异常细胞用于生理、病理、药理研究B. 单克隆抗体概念:单个B淋巴细胞进行无性繁殖获得的细胞群,产生化学性质单一,物质特异性强的抗体基本原理:(1)一种淋巴细胞克隆只产生一种特异性抗体(2)细胞融合技术产生的杂交瘤细胞可以保持亲代双方的特性(3)杂交瘤细胞的筛选,体外培养大量增殖,获得所需抗体优点:B淋巴细胞能产生特异性强抗体,在体外不能无限繁殖骨髓瘤细胞不产生专一性强抗体,体外能无限繁殖制备过程:应用:(1)理论研究中具有重要意义(2)用于疾病的诊断、治疗、预防单抗诊断试剂盒简单、快速、准确生物导弹定向消灭癌细胞,不损伤健康细胞C. 哺乳动物胚胎移植,核移植胚胎移植:动物→排卵→体外受精−−→−培育胚胎−−→−移植母牛子宫→试管牛(激素处理)(激素处理)核移植:克隆动物⎭⎬⎫鲫鱼:去核未受精卵鲤鱼:囊胚细胞核鲤鲫(兼有鲤鱼、鲫鱼特点,具有正常生殖能力)D. 动物细胞培养、植物细胞培养比较:六. 六. 学习指导:1. 植物组织培养培养基含有植物生长发育所需要的各种营养物质(各种无机盐、有机成分,维生素、植物激素等),这些营养成分同时也是细菌等微生物的营养,但细菌生长、繁殖更快,在培养过程中要求消毒、灭菌,保持无菌状态2. 植物细胞融合是用酶解法去掉细胞壁,植物细胞被诱导膜融合后,在第一次分裂时才进行核融合,形成新的细胞壁是成为完整的融合杂种细胞3. 植物细胞的全能性是植物组织培养的基础,受精卵的全能性最高,生殖细胞的全能性比体细胞的全能性高;形成层细胞具有分裂能力,通常切取有形成层的部分作为外植体培养,容易成功4. 伤组织的形成和形态发生是植物组培的主要目标,愈伤组织的形成需要有外界刺激因素和激素诱导5. 植物的种类不同、器官的来源及生理状况不同外植体脱分化的难易程度不同;愈伤组织特点:细胞分裂快,结构疏松、颜色浅、透明、高度液泡化的薄壁细胞;愈伤组织细胞在一定的外界条件下才会再分化,产生芽和根,进而发育成植株6. 动物细胞工程的技术基础是动物细胞培养,通常用动物细胞培养获取分泌型蛋白7. 体内的每一种B淋巴细胞只能产生一种抗体,一个B淋巴细胞不能在体外培养条件下无限繁殖,在进行淋巴B细胞筛选时首先要对动物进行免疫,使其产生相应的B淋巴细胞8. 骨髓瘤细胞在体外条件下可以无限繁殖,能产生抗体在但是特异性差,结合能力差;杂交瘤细胞既能产生特异性抗体,在体外条件下可以无限繁殖,具备B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特点,用于单克隆抗体的生产9. 哺乳动物的胚胎移植,在体外完成受精作用和早期的胚胎发育,然后将早期的胚胎转移到母体的子宫发育,试管动物是指的体外受精和早期胚胎发育生物10. 核移植动物是动物克隆技术的基础,克隆羊供移植的核来自高度分化的体细胞【模拟试题】1. 下列细胞中培养过程中存在细胞分化的是()A. 单克隆抗体的制备B. 紫草细胞发酵获得紫草素C. 培养皮肤细胞D. 乳酸发酵2. 下列操作中涉及到遗传物质的改变的是()A. 单克隆抗体B. 克隆牛产生C. 鲤鲫的培育D. 胚胎移植3. 有关愈伤组织的说法中说法错误的是()A. 愈伤组织是进行异养生活,有氧代谢B. 愈伤组织细胞再诱导后才进行分化C. 愈伤组织细胞可以用作质壁分离实验材料D. 愈伤组织不能产生变异,是一个无性繁殖体系4. 动物细胞融合的说法不正确的是()A. 细胞融合首先用酶解法分散成单个细胞B. 细胞融合是个细胞识别过程C. 融合细胞能表现出两个亲本的特点D. 原生质体自然条件下常自发融合5. 植物细胞培养通常用于生产的产品有A. 无病毒植株B. 中草药有效成分C. 人工种子D. 果酱6. 动物细胞培养中说法错误的是()A. 正常细胞体外条件下不能无限传代B. 细胞在培养瓶中进行有丝分裂,一般不分化C. 细胞遗传物质稳定,不会发生变异现象D. 细胞常用于分泌性蛋白的生产7. 单克隆抗体的生产方法中错误的是()A. 发酵罐中培养B. 小鼠的腹腔繁殖C. 培养成组织移植到动物体内D. 牛的体腔培养8. 单克隆抗体的制备操作至少要进行几次细胞筛选()A. 1次B. 2次C. 3次D. 4次9. 不能人工诱导原生质体融合的方法是()A. 振动B. 电刺激C. PEG试剂D. 重压10. 植物组织培养是指()A. 离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织B. 愈伤组织培育成植株C. 离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体D. 愈伤组织形成高度液泡化组织11. 植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是()A. 植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B. 细胞壁使原生质体失去活力C. 细胞壁阻碍了原生质体的融合D. 细胞壁不是原生质的组成部分12. 植物体细胞杂交的结果是()A. 产生杂种植株B. 产生杂种细胞C. 原生质体融合D. 形成愈伤组织13. 植物体细胞杂交的目的中错误的是()A. 把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上B. 获得杂种植株C. 克服远源杂交不亲和的障碍D. 实现原生质体的融合14. 植物组织培养的用途中不正确的是()A. 快速繁殖B. 生产新品种C. 生产杀虫剂D. 生产白细胞介素-215. 植物细胞表现出全能性的必要条件是()A. 给予适宜的营养和外界条件B. 导入其他植物细胞的基因C. 脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件D. 将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内16. 下列有关细胞工程的叙述不正确的是()A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质B. 在细胞器水平上定向改变遗传物质C. 在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质D. 在细胞整体水平上获得细胞产品17. 植物细胞融合常用的诱导剂是()A. PEPB. PEGC. ATPD. 大肠杆菌质粒18. 细胞具有全能性的原因是()A. 生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能B. 生物体的每一个细胞都具有全能性C. 生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因D. 生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的19. 植物组织培养过程中的脱分化是指()A. 植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B. 未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程C. 植物的器官、组织或细胞,通过离体培养产生愈伤组织的过程D. 取植物的枝芽培育成一株新植物的过程20. 下列植物细胞全能性最高的是()A. 形成层细胞B. 韧皮部细胞C. 木质部细胞D. 叶肉细胞21. 生物体内细胞没有表现出全能性,原因是()A. 细胞丧失了全能性B. 基因的表达有选择性C. 基因发生了变化D. 不同细胞基因不同二. 填空:1. 下图是植物组织培养的简略表示。
12.2 植物和动物细胞工程考点一 植物细胞工程1.细胞工程的概念2.植物组织培养技术(1)理论基础——植物细胞的全能性(2)概念:是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
(3)操作流程→诱导生芽 →诱导生根 →移栽成活(4)操作实例——菊花的组织培养3.植物体细胞杂交技术(1)概念:将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
(2)原理:体细胞杂交利用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
(3)操作过程(4)意义:打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等。
4.植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径(2)作物新品种的培育(3)细胞产物的工厂化生产①次生代谢物:是一类小分子有机化合物,在植物抗病、抗虫等方面发挥作用,也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
②细胞产物的工厂化生产:人们利用植物细胞培养来获得目标产物的过程。
③植物细胞培养:是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
[概念检测](1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性。
(√)(2)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。
(×)(3)在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞。
(×)(4)再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。
(√)[教材拾遗]1.(教材P38)将两个不同种的植物细胞A和B去除细胞壁后,经一定的方法促融,只考虑两两融合,可以形成几种融合细胞?哪种融合细胞才是符合要求的?下一步该如何处理?提示:3种;AB融合细胞是符合要求的;筛选融合细胞,让杂种细胞再生出细胞壁。
3.(教材P38“拓展应用”)为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样,地上长番茄、地下结马铃薯?提示:主要原因是生物基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的,所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质,但这些遗传物质的表达相互干扰,故不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。
1.在植物组织培养过程中激素比例与细胞分裂、细胞分化的关系(1)适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根。
(2)适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽。
(3)比例适中诱导产生愈伤组织。
如图所示:2.植物体细胞杂交和有性杂交的辨析能力一结合植物组织培养的过程,考查理解能力1.(2021·南通模拟)以二倍体兰花花药为外植体,经植物组织培养过程获得兰花植株,下列相关叙述错误的是()A.为防止杂菌污染,①②③过程要进行严格的无菌操作B.②过程需在培养基中添加多种植物激素以利于再分化C.该育种过程体现了细胞的全能性D.经④过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体解析:B植物组织培养过程要求无菌、无毒的环境,其中外植体要进行消毒处理,而培养基需灭菌处理,即①②③过程要进行严格的无菌操作,A正确;②过程需在培养基中添加多种植物激素以利于脱分化,B错误;高度分化的细胞,首先经过脱分化形成愈伤组织,然后再分化形成植株,整个育种过程体现了植物细胞的全能性,C正确;④过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体兰花植株,D正确。
能力二围绕植物体细胞杂交,考查科学探究能力2.(2021·漳州模拟)青枯病是马铃薯的常见病害之一,少数马铃薯野生种对青枯病有抗性,但野生种难以与马铃薯栽培种直接杂交繁育。
为获得抗青枯病的马铃薯栽培种,研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究,过程如图所示。
下列分析正确的是()A.常利用纤维素酶和果胶酶在低渗溶液中去除A、B的细胞壁B.过程①是人工诱导原生质体融合,可采用物理法或化学法C.细胞C含有A和B的遗传物质,因此培育的杂种植株一定有抗性D.过程③历经了脱分化和再分化,其本质是基因的选择性表达解析:B植物细胞去除细胞壁之后,如果处在低渗溶液中,会吸水涨破,所以去壁的过程不能在低渗溶液中进行,A错误;诱导原生质体融合可采用物理法,如电融合、离心等方法,也可以采用化学法,如聚乙二醇(PEG)融合、高Ca2+—高pH融合等方法,B正确;虽然细胞C含有A和B的遗传物质,但是并不会把A、B两种植株的优良性状都表达出来,而是随机表达,C错误;过程③表示从愈伤组织到胚状体,只是经过再分化过程,没有脱分化,D错误。
3.(2020·山东高考)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。
若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。
依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如下图所示。
下列说法错误的是()A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段解析:C由图可知,①为去除植物细胞的细胞壁,获得原生质体的过程,该过程需用纤维素酶和果胶酶处理细胞,A正确;由题干可知,两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出,若其中一个细胞的染色体在融合前发生断裂,则形成的染色体片段在细胞融合后有的可能会存留在杂种细胞中,故为了使普通小麦获得中间偃麦草的耐盐性状,需要将中间偃麦草细胞中的染色体断裂,过程②用不同剂量的紫外线照射的目的是断裂中间偃麦草的染色体,B正确;图中过程③为两种原生质体的融合,常用的融合手段为物理法和化学法,灭活的病毒通常用来融合动物细胞,C错误;普通小麦不具有耐盐性状,因此筛选出的耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段,D正确。
能力三围绕植物细胞工程的应用,考查创新应用能力4.(2021·十堰模拟)自然条件下兰花杂交后代不易萌发。
科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交,获得大量优质杂交兰,并对其进行染色体观察与计数,培育过程如图。
下列分析不正确的是()A.调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化B.春剑和绿宝石两个品种之间不存在生殖隔离C.所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为60条D.通过植物组织培养技术,从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致解析:B植物激素的配比可影响植物的分裂与分化,A正确;春剑为二倍体生物,绿宝石为四倍体生物,形成的杂交兰为三倍体,不可育,说明春剑和绿宝石两个品种之间存在生殖隔离,B错误;春剑为二倍体生物,绿宝石为四倍体生物,杂交生成的杂种胚应该有20条染色体来自春剑,40条染色体来自绿宝石,故一共有60条染色体,C正确;植物组织培养技术是无性繁殖,得到的子代性状是一致的,D正确。
5.为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持,科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响,结果如表所示,下列相关叙述错误的是()A.根据培养阶段不同,培养基中激素种类、比例应适时调整B.脱分化过程中,应给予充足光照诱导基因选择性表达C.利用cDNA探针对甘薯苗进行病毒检测属于分子水平的检测D.结果显示,0.3~0.5 mm大小的茎尖有利于培养脱毒甘薯苗解析:B不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同,A正确;脱分化时,愈伤组织的诱导往往需要暗培养,不能给予适宜光照,B错误;根据DNA分子杂交原理,利用cDNA探针对甘薯苗进行病毒检测属于分子水平的检测,C正确;根据表格中数据可知,0.3~0.5 mm大小的茎尖,脱毒苗数最多,因此有利于培养脱毒甘薯,D正确。
考点二动物细胞培养1.动物细胞培养的概念:从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。
2.动物细胞培养的条件3.动物细胞培养的过程(1)体外培养的动物细胞的类型①一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖;②另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,而且还会发生接触抑制现象,从而使细胞停止分裂增殖。
(2)过程4.干细胞培养及其应用[概念检测](1)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理。
(×)(2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。
(×)(3)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。
(×)(4)iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。
(√)[教材拾遗]1.(教材P44正文拓展)动物细胞培养需要控制什么样的气体环境?各自起什么作用?提示:95%空气和5%CO2的混合气体。
O2维持细胞代谢,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
2.(教材P44正文拓展)动物细胞培养时,为什么要将动物组织分散成单个细胞?提示:①保证细胞所需要的营养供应;②保证细胞内有害代谢物的及时排出。
1.动物细胞培养过程分析(1)培养流程(2)原代培养和传代培养①原代培养:动物组织经处理后的初次培养。
②传代培养:原代培养过程中,贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶处理,然后分瓶培养(或液态细胞悬液的分瓶培养),让细胞继续增殖。
(3)区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象①第一次:用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理,使其分散成单个细胞后进行培养,为原代培养。
②第二次:细胞培养过程中出现接触抑制,用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来,然后,将其分散到多个培养瓶中继续培养,为传代培养。
2.动物细胞培养与植物组织培养的比较能力一通过动物细胞培养过程的分析,考查理解能力1.(2021·浙江1月选考)如图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。
下列叙述正确的是()A.步骤①的操作不需要在无菌环境中进行B.步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离C.步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理D.步骤④培养过程中不会发生细胞转化解析:C动物细胞培养过程需要无菌操作,故步骤①的操作需要在无菌环境中进行,A错误;动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织,分散成单个细胞,制成细胞悬液,B错误;传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞,使之分散成单个细胞,再分瓶培养,C正确;步骤④为传代培养过程,该过程中部分细胞可能发生细胞转化,核型改变,D错误。
2.(2021·北京延庆模拟)6磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)有F和S两种类型,分别由一对等位基因X F和X S编码。
将基因型为X F X S的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理,进行原代培养,然后用不同的单个细胞分别进行单克隆培养。
分别从原代培养和各单克隆培养取样,对G6PD进行电泳检测,结果如下图所示。